ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Условия работы режущего инструмента из "Смазочные материалы для обработки металлов резанием" При обработке металлов необходимо, чтобы время, затрачиваемое на изготовление детали (производительность резания), было минимальным. Это время зависит от многих факторов. Значительное влияние оказывает внешняя среда, в которой осуществляется резание. Этому вопросу посвящена гл. 2. Однако роль внешней среды может быть определена только в сочетании с другими факторами, влияющими на производительность резания — с параметрами резания, геометрией режущего инструмента, материал лом режущего инструмента и обрабатываемого металла. [c.11] Совокупность параметров резания составляет режим резания. Чем больше величина съема, тем эффективнее режим резания и, следовательно, производительнее процесс обработки. Однако производительность обработки определяется не только произведением указанных параметров. Значительно снижается производительность в результате затупления и износа инструмента в процессе резания. Затупленный инструмент не пригоден для дальнейшей работы. Нужно подвергнуть его переточке или правке, восстановить первоначальную геометрическую форму или заменить. [c.12] Опыт показывает, что глубина резания практически не оказывает влияния на интенсивность износа инструмента увеличение подачи (толщины стружки) приводит к заметному ускорению износа но наибольшее влияние на износ оказывает скорость резания— при высоких скоростях увеличение скорости в 2 раза может привести к увеличению износа инструмента в десятки раз. Поэтому высокая скорость резания может не только привести к увеличению производительности, но, наоборот, снизить ее в результате слишком частой переточки или замены инструмента и затраты времени на его регулирование. При выборе режима резания вначале устанавливают максимально возможную глубину и подачу и лишь после этого подбирают оптимальную скорость резания. [c.12] Чем больше передний угол, т. е. чем меньше раствор клина, тем меньше давление на переднюю грань, а следовательно, тем меньше ее износ и тем меньше деформируется стружка. Она получается в виде сплошной ленты. Такую стружку называют сливной. На ее образование затрачивается меньше энергии, так как при этом уменьшается, сопротивление резанию и улучшается чистота обработанной поверхности. Однако использовать инструмент, имеющий форму тонкого лезвия, невозможно, поскольку прочность его невелика. [c.13] Материал режущего инструмента. Инструментальные материалы можно разделить на инструментальные стали, твердые сплавы и минералокерамику. Теплофизические и механические свойства этих трех групп материалов значительно различаются между собой. [c.13] В свою очередь, инструментальные стали делятся на углеродистые, легированные и высоколегированные. [c.13] Особый вид режущих материалов представляют абразивы. Абразивный инструмент (круги, бруски), шлифовальные шкурки и пасты состоят из абразивного порошка заданной степени измельчения и связующего вещества или носителя. Материалом абразивного порошка может быть алмаз, корунд, электрокорунд, наждак, карбид кремния (Si ), карбид бора В4С и др. Связующим материалом для изготовления кругов и брусков может служить керамика, бакелит, вулканит (синтетический каучук вулканизированный), силикаты и др. Для алмазов используют металлическую связку. [c.15] В полировальных пастах в качестве абразива, кроме перечисленных, применяют окись железа, окись хрома, венскую известь (окись кальция с примесями), кварц, кизельгур (кремнезем), мел, тальк и др. Производительность и стойкость шлифовальных кругов и брусков зависит не только от материала абразивных зерен, но и от пористости, зернистости, типа и твердости связки. Скорость резания при шлифовании обычно лимитируется возникновением прижегов обработанной поверхности или механической прочностью кругов. Остальные параметры выбирают в зависимости от технологических условий. [c.15] Свойства обрабатываемого материала. Стойкость инструмента и скорость резания зависят от свойств не только режущего, но и обрабатываемого материала. Например, если при одинаковых условиях резания стойкость резца из быстрорежущей стали при обработке стали 40Х принять за 100%, то в случае обработки молибдена она равна лишь 8—10%. [c.15] Алюминий, силумин, дюраль Чугун серый, ковкий и медные сплавы. . [c.16] Из Приведенных данных видно, что чем выше механическая прочность материалов одного и того же класса, тем труднее они обрабатываются. Кроме того, обрабатываемость зависит от химической природы материала, типа его кристаллической структуры, теплопроводности и от других факторов. [c.16] Факторы, влияющие на производительность процесса резания. Резание твердых тел, в том числе и металлов, заключается в разрыве атомных связей в выбранной плоскости тела (заготовки) путем вдавливания в заготовку острого (с малым округлением лезвия) инструмента. Если механическая прочность заготовки значительно ниже механической прочности инструмента (например, кожа, мясо, древесина и др.), то режущий инструмент может быть выполнен в форме тонкой пластины. В этом случае пластическая деформация разрезаемого тела незначительна, и, следовательно, силы давления отделяемых частей заготовки на боковые поверхности режущего ин-струмента также невелики. [c.16] Работа, затрачиваемая на пластическую деформацию и на преодоление сил трения, практически равна работе резания. Она может быть определена за единицу времени как произведение тангенци- Лальной силы резания на его скорость [1]. [c.17] Стружка образуется при очень высоких скоростях относительной деформации (10 —10 се/с ), характерных для процессов удара упруго-пластических тел о жесткую преграду [2]. Этот процесс можно раС сматривать как беспрерывный торцовый удар стержня о жесткую преграду под некоторым к ней углом. Поскольку изложение данного вопроса с позиций теории соударения твердых тел выходит за рамки книги, читателю, интересуюшемуся физикой удара, можно рекомендовать монографию [3]. Здесь же надо указать на одно важнейшее следствие, вытекающее из этой теории. При увеличении скорости деформирования предел прочности материала на растяжение или сжатие увеличивается. Так, при увеличении скорости деформирования углеродистой стали с 20 до 200 сек предел прочности возрастает на 36%, Таким образом, при резании металлов высокие скорости деформирования вызывают упрочнение поверхности срезаемого материала. Одновременно из-за высокой скорости деформирования происходит разупрочнение материала вследствие его нагревания. Возникающие на поверхностях трения касательные напряжения превышают статический предел текучести металла в 1,25—5 раз, а нормальные напряжения сжатия — в 1,35—10 раз [2]. Численно эти напряжения колеблются в пределах 25—200 кГ1мм . [c.18] Температура трения зависит от скорости резания, геометрии инструмента (переднего угла резания, от которого зависит скорость деформирования срезаемого слоя металла), толщины срезаемого слоя, теплофизических свойств материала инструмента и заготовки, характера резания (прерывистое, беспрерывное) и от других параметров. [c.19] На рис. 4 показано распределение температур )езания в зависимости от переднего угла инструмента 4]. Температура по длине контакта стружки с резцом распределяется неравномерно. Начиная от режущей кромки, температура быстро возрастает, достигая максимума на расстоянии 0,4—0,5 приведенной длины контакта, а затем начинает убывать. На рис. 5 показано распределение температур по линии контакта резца и изделия при различных скоростях резания . [c.19] Таким образом, режущий инструмент постоянно контактирует с чистой поверхностью металла, интенсивно деформируемой при значительных нормальных и касательных напряжениях и высоких температурах. В результате появляются островки сваривания (схватывания) трущихся поверхностей и происходит износ инструмента. Нагревание инструмента вредно еще и потому, что в результате тепловых деформаций нарушается его настройка и точность обработки. Так, при расстоянии от вершины резца до места его крепления 40—60 мм удлинение его за 5 мин работы достигает 50—60 мк [7]. [c.21] Вернуться к основной статье